Turunan Fungsi. ❑ Definisi Turunan Fungsi. Misalkan fungsi f terdefinisi pada
selang terbuka I yang memuat a. Turunan pertama fungsi f di x=a ditulis f'(a).
Turunan Fungsi q Definisi Turunan Fungsi Misalkan fungsi f terdefinisi pada selang terbuka I yang memuat a. Turunan pertama fungsi f di x=a ditulis f’(a) didefinisikan dengan f ( a h) f ( a ) f ' (a ) lim h asalkan limit ini ada. h
0
qSepihak Definisi Turunan (a) Turunan Kiri Misalkan fungsi f terdefinisi pada selang setengah terbuka (t,a], nilai turunan kiri fungsi f di x=a ditulis f ' ( a ) didefinisikan dengan f ( a h) f ( a ) f ' ( a ) lim h asalkan limit ini ada h
0
(b) Turunan kanan Misalkan fungsi f terdefinisi pada selang setengah terbuka [a,t), nilai turunan kanan fungsi f di x=a ditulis f ' ( a ) didefinisikan dengan f ( a h) f ( a ) f ' ( a ) lim h asalkan limit ini ada h
0
q
Hubungan Turunan dan Kekontinuan Misalkan fungsi f terdefinisi di sekitar a. jika f ‘(a) ada, maka f kontinu di a
q
Fungsi Turunan pada Selang Tertutup Fungsi f dikatakan mempunyai turunan pada selang tertutup I=[a,b], jika dan hanya jika f’(x) ada untuk setiap x (a,b) , f’+(a) ada, dan f’-(b) ada
q Rumus-rumus Turunan (a) Turunan fungsi Konstan Jika f(x)=c(suatu konstanta) untuk semua x, maka f ’(x)=0 untuk semua x , yaitu Dx(c)=0 (b) Turunan fungsi Linier Jika f ( x ) ax b, a 0,maka f’(x)=a, yaitu Dx(ax+b)=a
(c) Turunan fungsi Pangkat
Jika n bilangan bulat positif dan f(x)=xn maka f’(x)=nxn-1 atau Dx(xn)=nxn-1 (d) Turunan dari Suatu Kompinasi Linear Jika f dan g adalah fungsi yang terdefesialkan, a dan b adalah konstanta real, maka D af ( x) bg ( x) aD f ( x) bD g ( x)
(e) Turunan Fungsi Hasil kali Jika f dan g masing-masing adalah fungsi yang terdeferensialkan di x maka fg adalah terdeferensialkan di x , dan D f ( x).g ( x)
f ' ( x).g ( x)
g ( x) Df ( x)
f ( x).g ' ( x)
f ( x) Dg ( x)
(f) Turunan Fungsi Kebalikan Jika f terdeferensialkan di x dan f (x ) f ' ( x) maka D 1 f ( x) f ( x) D 1 atau D f f 2
f
2
0
(g) Turunan Fungsi Hasil Bagi Jika f dan g terdeferensial di x dan g (x ) 0 maka f/g terdeferensial di x, dan f ( x) D ( f ( x)).g ( x) f ( x).D ( g ( x)) atau D g ( x)
g ( x)
2
u Bila u=f(x) dan v=g(x)maka v
'
u ' v uv' v 2
q Turunan Fungsi Trigonometri D sin x x
D cos x x
D tan x x
cos x sin x sec x
D cot x
csc x
D sec x
sec x tan x
x
x
D csc x x
csc x cot x
q Aturan Rantai Jika fungsi f terdeferensialkan di x dan g terdeferensialkan di f(x), maka fungsi komposisi h=gof yang didefinisikan dengan h(x)=g(f(x)) terdeferensialkan di x dan turunannya adalah h' ( x )
D g f ( x)
g ' f ( x) . f ' ( x)
q Aturan Pangkat Yang Diperumum Jika adalah bilangan rasional, maka Dx[f(x)]r = r[f(x)]r-1. f’(x) dimana terdefinisi dan terdiferensial.
q Turunan Tingkat Tinggi lim f ( x h) f f ( x) h 0 h bila limit ini ada. Lambang yang digunakan n 1
(n)
( x)
( x) f ( x) dx artinya turunan ke n dari fungsi f n
d f
n 1
n 1
q Turunan Fungsi Invers Misalkan fungsi y=f(x) kontinu dan 1-1 pada selang I dan x=f -1(y) Jika f’(x) ada pada I dan f’(x) 0, maka fungsi f -1 mempunyai turunan pada I dengan aturan 1 dx 1 atau f y f ' f ( y) dy dy dx 1
'
1
q Turunan Fungsi Invers Trigonometri (1) D sin x 1
(2) D cos x 1
(3) D tan x 1
1
,x
1
1 x 1 ,x 1 x 2
1
2
1 1 x
2
,x
R
(4) D cot x
1 ,x 1 x
(5) D sec x
1 x x
1
R
2
1
(6) D cos ec x 1
1
2
,x
1 ,x x x 1 2
1 1
q Definisi Diferensial Misalkan fungsi f dengan persamaan y= f(x) mempunyai turunan dy f ' ( x). dx Diferensial dari x dinotasikan dengan dx dan diferensial dari y dinotasikan dengan dy, didefinisikan sebagai dy f ' ( x ) x x dimana x menyatakan dan dx pertambahan sebarang dari x.
q Bentuk-Bentuk Rumus Turunan Fungsi y=k
Turunan dy dk dx dx dy du y = ku dx dx dy du y=u+v dx dx
0 dv dx dv dx
Diferensial d(k)=0 d(ku)=kd(u) d(u+v)=d(u)+d(v)
Fungsi Turunan
Diferensial
dy y = u.v dx
dv du u v dx dx
d(u.v) = udv+vdu
y = u/v dy dx
v(du / dx) u (dv / dx) v u vdu udv d( ) v v 2
2
Fungsi
Turunan d (u ) dx 2
un
y= 1du
Diferensial
du nu dx n 1
d(un) = n un-
PENGGUNAAN TURUNAN q Definisi Nilai Minimum dan Maksimum (a) Jika c dalam interval tertutup [a,b], maka f dikatakan nilai minimum dari f(x) pada [a.b] jika f(c) f(x) untuk semua x dalam [a,b].
(b) Jika d dalam interval tertutup [a,b], maka f(d) dikatakan nilai maksimum dari f(x) pada [a.b] jika f(x) f(d) untuk semua x dalam [a,b].
q Teorema Sifat Nilai Minimum dan Maksimum Jika fungsi f kontinu pada interval tertutup [a,b], maka terdapat nilai c dan d dalam [a, b] sehingga f(c) adalah nilai minimum dan f(d) nilai maksimum dari f pada [a,b].
q Definisi Maksimum dan Minimum Lokal (a) Nilai f(c) adalah nilai maksimum lokal dari fungsi f Jika f(x ) f(c) untuk semua x yang cukup dekat ke c. (b) Nilai f(c) adalah nilai minimum lokal dari fungsi f jika f(x) f(c) untuk semua x yang cukup dekat ke c. (c) Nilai maksimum lokal atau nilai minimum lokal dari f biasanya disebut ekstrim lokal dari f.
q Teorema Maksimum dan Minimum lokal Jika f terdiferensialkan di c dan terdefinisi pada suatu interval buka yang memuat c dan jika f(c) nilai maksimum lokal ataunilai minimum lokal dari f, maka f’(c) = 0
q Definisi Maksimum dan Minimum Mutlak (Global) Misalkan f suatu fungsi dengan domain D. f(c) dikatakan nilai maksimum mutlak atau nilai maksimum global dari f pada D jika f(c) f(x) untuk semua x dalam D. Secara singkat, f(c) merupakan nilai terbesar dari f pada D.
q Teorema Maksimum dan Minimum Mutlak Misalkan bahwa f(c) adalah nilai maksimum mutlak (atau minimum mutlak) dari fungsi kontinu f pada interval tertutup [a,b]. Maka c adalah titik kritis dari f atau salah satu dari titik-titik ujung a dan b.
q Langkah-langkah mencari nilai maksimum dan minimum (mutlak) dari fungsi f pada interval tertutup [a,b] 1. Mencari titik-titik kritis dari f. titik-titik itu diperoleh dari f’(x)=0 atau f’(x) tidak ada.
2. Daftarkan nilai-nilai dari x yang menghasilkan ekstrim dari f yang mungkin: kedua titik ujung a dan b dan titik-titik kritis yang terletak dalam [a,b]. 3. Evaluasi f(x) di masing-masing titik dalam daftar yang diperoleh (2).
4. Tentukan nilai f yang terkecil dan yang terbesar.
q Definisi Fungsi naik dan turun Fungsi f naik pada interval I = (a, b) jika f(x1) < f(x2) untuk semua pasangan bilangan x1 dan x2 dalam I dengan x1 0 untuk semua x dalam (a, b), maka f merupakan fungsi naik pada [a, b]. Jika f’(x) < 0 untuk semua x dalam (a, b), maka f merupakan fungsi turun pada [a, b]
q Teorema Uji Turunan Pertama untuk Ekstrim Lokal Misalkan fungsi f kontinu pada interval I dan terdiferensialkan di sana kecuali mungkin di titik interior c dari I. 1. Jika f’(x) < 0 di sebelah kiri dari c dan f’(x) > 0 di sebelah kanan dari c, maka f(c) merupakan nilai minimum lokal dari f(x) pada I.
2. Jika f’(x) > 0 di sebelah kiri dari c dan f’(x) < 0 di sebelah kanan dari c, maka f(c) merupakan nilai maksimum lokal dari f(x) pada I. 3. Jika f’(x) > 0 di sebelah kiri dan kanan dari c , atau F’(x) < 0 di sebelah kiri dan kanan dari c, maka f(c) bukan merupakan nilai minimum atau nilai maksimum dari f(x) pada I.
q Uji Turunan Kedua untuk Tititk Ekstrim Misalkan bahwa fungsi f dapat diturunkan dua kali pada interval buka I yang memuat titik kritis c di mana f’(c)=0. (1) Jika f’’(x) > 0 pada I, maka f(c) merupakan nilai minimum dari f(x) pada I. (2) Jika f’’(x) < 0 pada I, maka f(c) merupakan nilai maksimum dari f(x) pada I.
q Teorema Uji Titik Belok Misalkan fungsi f kontinu pada interval buka yang memuat titik a. Jika f’’(x) < 0 pada satu sisi dari a dan f’’(x) > 0 pada sisi yang lain, maka dikatakan bahwa a adalah titik belok dari f.
q Menggambar Sketsa Grafik suatu Fungsi 1. Menentukan perpotongan grafik fungsi dengan sumbu koordinat. Perpotongan grafik dengan sumbu –x diperoleh dengan mensubstitusikan y = 0 pada fungsi yang diberikan. Sedangkan perpotongan grafik dengan sumbu-y diperoleh dengan mensubstitusikan x = 0.
2. Menentukan interval di mana grafik itu naik dan di mana grafik itu turun. Interval ini diperoleh dengan menyelesaikan pertidaksamaan f’ > 0 untuk grafik naik, dan f’< 0 untuk grafik turun. Perubahan naik turunnya grafik dapat menentukan titik ekstrim dari fungsi yang diberikan.
3. Menentukan interval di mana grafik cekung
ke atas, dan di mana grafik itu cekung ke bawah. Interval ini diperoleh dengan menyelesaikan pertidaksamaan f’’>0 untuk grafik sekung ke atas, dan f’’
